儲層預(yù)測技術(shù)在渤海W油田的綜合應(yīng)用

趙 斌，明 君，馬奎前，楊慶紅，夏同星

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

儲層預(yù)測技術(shù)在渤海W油田的綜合應(yīng)用

趙 斌，明 君，馬奎前，楊慶紅，夏同星

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452）

近幾年，新近系砂巖油藏的開發(fā)已經(jīng)成為渤海油田實現(xiàn)增儲上產(chǎn)的重要保障。此類油田沉積類型主要屬于河流相和淺水三角洲相，砂巖具有分布范圍有限，單層厚度薄，縱向上泥巖隔夾層比較發(fā)育，橫向上物性變化快，油水界面受構(gòu)造和巖性邊界雙重因素控制等特點。為了規(guī)避這些因素給油田開發(fā)方案設(shè)計和井位優(yōu)化尤其是水平井實施帶來的風(fēng)險，在W油田開發(fā)過程中綜合應(yīng)用層位精細標(biāo)定、高頻拓展處理、疊前多參數(shù)同步反演和屬性約束儲層參數(shù)預(yù)測技術(shù)，實現(xiàn)了儲層精細描述，準(zhǔn)確地認識了儲層的響應(yīng)特征、幾何形態(tài)和隔夾層發(fā)育情況，對儲層的物性和含油氣性也有了較可靠的預(yù)測。這一技術(shù)體系的研究成果為W油田的科學(xué)高效開發(fā)提供了重要保障。

儲層預(yù)測；層位精細標(biāo)定；高頻拓展處理；疊前多參數(shù)同步反演；地震屬性

渤海W油田是一個繼承性發(fā)育并被斷層復(fù)雜化的斷塊圈閉，主要含油層系為新近系明化鎮(zhèn)組下段，油氣藏受到巖性和構(gòu)造雙重因素控制，以巖性—構(gòu)造油藏為主，儲層為淺水三角洲沉積背景下的中—細粒砂巖，沉積微相主要是分流河道，少見河口壩和遠端砂壩，鉆井揭示單砂體厚度在1～23 m之間，儲層具有高孔高滲的物性特征，非均質(zhì)性較強，縱向上泥質(zhì)隔夾層比較發(fā)育，橫向上物性變化較大，這些因素給油田開發(fā)方案的設(shè)計和井位的部署實施帶來了較大風(fēng)險，因此綜合利用儲層預(yù)測技術(shù)做好層位標(biāo)定、儲層描述和含油氣性檢測等工作是W油田實現(xiàn)科學(xué)高效開發(fā)的關(guān)鍵。

1 儲層預(yù)測研究思路

利用層位精細標(biāo)定、高頻拓展處理、疊前多參數(shù)同步反演和屬性約束儲層參數(shù)預(yù)測技術(shù)，以儲層巖性、物性和含油氣性為主要研究對象，精細刻劃儲層砂體的空間展布和泥巖隔夾層的發(fā)育程度，同時對儲層的物性和含油氣進行預(yù)測。該技術(shù)系列體現(xiàn)了儲層預(yù)測研究由單一向綜合、由宏觀向精細、由疊后向疊前、由定性向定量方向發(fā)展的特點，具體研究思路為：在渤海W油田，針對砂體厚度小和分布范圍有限的特點，結(jié)合地震、測井和鉆井等信息進行層位精細標(biāo)定，確定儲層在地震剖面上的同相軸位置和地震反射響應(yīng)特征；針對薄互層沉積和隔夾層發(fā)育的難點，通過高頻拓展處理提高三維地震資料的分辨率，滿足薄儲層預(yù)測的需求，認識隔夾層的展布情況；針對疊后反演資料難以預(yù)測儲層含油氣性，進行疊前多參數(shù)同步反演，生成縱、橫波阻抗、泊松比和密度等多種數(shù)據(jù)體，用來判定油氣的分布范圍；針對儲層非均質(zhì)性強和橫向物性變化快的特點，結(jié)合已鉆井的儲層參數(shù)信息優(yōu)選地震屬性，建立二者間的定量關(guān)系，進而將地震屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成儲層參數(shù)信息。

2 儲層預(yù)測技術(shù)的綜合應(yīng)用

2.1 層位精細標(biāo)定技術(shù)

層位精細標(biāo)定是開展儲層描述的基礎(chǔ)，層位標(biāo)定的關(guān)鍵在于綜合應(yīng)用已獲取的測井、鉆井、地震資料信息，通過彼此印證精確標(biāo)定層位。根據(jù)鉆井揭示的地層特征，分析標(biāo)志層在地震剖面上反射響應(yīng)特征，利用測井曲線提取反射系數(shù)制作合成地震記錄，通過對時深數(shù)據(jù)的適當(dāng)校正，使其與井旁地震道達到最佳匹配。

渤海W油田鉆井揭示明化鎮(zhèn)組下段為砂泥巖組合地層，單砂體厚度在1～23 m之間，砂巖上下往往都是幾十米厚的泥巖，具有比較典型的“泥包砂” 特征。主力砂體具有高孔高滲的物性特征，速度和密度相對于上下泥質(zhì)圍巖偏低，砂巖的縱波阻抗值較泥巖低，在界面處非常有利于形成強振幅地震反射波。經(jīng)過高質(zhì)量的層位精細標(biāo)定，在常規(guī)地震資料與反演資料疊合連井剖面（圖1）上測井曲線、鉆井信息與地震剖面三者具有很好的匹配關(guān)系，進而可以準(zhǔn)確地分析儲層響應(yīng)特征：在砂巖發(fā)育處會出現(xiàn)強振幅地震反射，在負極性剖面上具體表現(xiàn)為強波峰與強波谷的成對出現(xiàn)，強波峰下緊接著強波谷，強波峰大都對應(yīng)砂體頂面，強波谷大都對應(yīng)砂體底面[1]。

圖1 常規(guī)地震資料與反演資料疊合連井剖面

2.2 高頻拓展處理技術(shù)

高頻拓展處理技術(shù)認為影響地震數(shù)據(jù)分辨率的關(guān)鍵因素是地震信號的有效頻帶寬度，而子波主頻不能真正代表地震數(shù)據(jù)的分辨率。既然地震記錄是反射系數(shù)序列在頻率空間低頻端的投影，那么不改變反射系數(shù)序列，將頻率空間低頻端的地震記錄反投影到更寬更高的頻帶，就可以達到拓寬頻帶（圖2和圖3）。提高分辨率的目的等效于將一個由低頻子波形成的地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由高頻子波形成的地震數(shù)據(jù)。該技術(shù)不需要已知子波，可以保持地震子波時變、空變的相對關(guān)系，避免了常規(guī)拓頻方法求取子波方法上存在的問題，在大幅提高分辨率的同時，基本保持了地震數(shù)據(jù)原有的信噪比、時頻特性和相對振幅關(guān)系[2-4]。

渤海W油田目的層為新近系明化鎮(zhèn)下段，海拔深度在920～1 400 m，原始常規(guī)地震資料的頻帶范圍是10～65 Hz，進行高頻拓展處理后達到10～100 Hz，有效拓寬了40 Hz左右，使最大分辨率達到9 m，收到了預(yù)期效果（圖4和圖5）。拓頻處理前的反演資料（圖6）由于分辨率較低，無法識別出A39井在1 064 m和1 167 m砂體中所鉆遇的泥質(zhì)隔夾層，經(jīng)拓頻處理后地震反演資料（圖7）由于分辨率得到大幅提高，層間細小反射清晰可見，表現(xiàn)出了層間巖性的細微變化，具有更為豐富真實的地質(zhì)信息，有助于識別出這些泥質(zhì)隔夾層，為落實隔夾層展布情況和目的層構(gòu)造形態(tài)提供了更加可靠的地震數(shù)據(jù)。高頻拓展處理的成果數(shù)據(jù)在W油田的鉆前預(yù)測和隨鉆調(diào)整過程中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用，確保了15口水平井成功避開泥質(zhì)夾層，在砂巖儲層中順利著陸，水平段的平均砂巖鉆遇率高達96.6%。

圖2 反射系數(shù)序列在頻率空間低頻端投影

圖3 低頻端地震記錄向更高更寬頻帶反投影

圖4 高頻拓展處理前時頻分析

圖5 高頻拓展處理后時頻分析

圖6 高頻拓展處理前反演剖面

圖7 高頻拓展處理后反演剖面

2.3 疊前多參數(shù)同步反演技術(shù)

疊前多參數(shù)同步反演充分利用了疊前道集中振幅隨偏移距變化的信息，與入射角、縱波速度、橫波速度和密度有關(guān)，運用部分角度道集數(shù)據(jù)、地震解釋層位以及測井資料，同步反演得到與儲層和流體有關(guān)的縱波阻抗、泊松比等多種彈性參數(shù)，為儲層描述和油氣檢測工作提供可靠的研究資料[5]。

通過疊前同步反演得到了對儲層預(yù)測和油氣識別有重要意義的波阻抗、泊松比和密度數(shù)據(jù)體。疊前反演生成的縱波阻抗數(shù)據(jù)體與疊后反演相比橫向連續(xù)性更好，縱向分辨率有所提高，能夠更真實地反映砂體展布范圍，有利于進行儲層的精細描述；同時，反映巖石固有特性的泊松比包含了縱波和橫波速度信息，是對流體比較敏感的參數(shù)，用于識別巖性和流體具有更高的可信度，能有效指導(dǎo)井位部署和儲量評價等工作。

在渤海W油田主體塊北側(cè)發(fā)育一個N1斷塊圈閉，地質(zhì)研究認為它具備與主體塊相似的油氣成藏條件，是一個滾動開發(fā)的潛力區(qū)塊，若要部署開發(fā)井還需要進一步證實含油氣性。主體塊已鉆的W1等井實鉆結(jié)果與泊松比資料吻合較好，在低泊松比處大都鉆遇了油氣層，而N1斷塊從淺層到深層存在多處低泊松比，又為油氣聚集成藏提供了一個較可靠的依據(jù)(圖8)。結(jié)合地質(zhì)分析結(jié)果和地震研究認識，在N1斷塊部署了一口具有評價意義的A49生產(chǎn)井，實鉆結(jié)果與鉆前預(yù)測吻合較好，在低泊松比處共鉆遇油層21.7 m、氣層2.4 m，增加探明石油地質(zhì)儲量近百萬方，使該油田得到了科學(xué)高效開發(fā)。

2.4 屬性約束儲層參數(shù)預(yù)測技術(shù)

當(dāng)儲層的巖性、物性和含油氣性在空間變化達到一定程度時，速度變化就會引起地震反射波的振幅、頻率和相位等特征存在差異，即造成地震屬性發(fā)生相應(yīng)變化。大多數(shù)地震屬性與儲層參數(shù)密切相關(guān)，能間接反映儲層參數(shù)的變化，可以作為儲層參數(shù)定量預(yù)測的重要依據(jù)[6]。利用已鉆井點處不同儲層參數(shù)與多種地震屬性的交會分析，優(yōu)選相關(guān)度較高的地震屬性量化表達某一儲層參數(shù)，從而預(yù)測儲層的巖性、物性和含油氣性參數(shù)，指導(dǎo)井位的優(yōu)化部署和隨鉆調(diào)整。

在精細層位標(biāo)定、構(gòu)造解釋和儲層砂體追蹤基礎(chǔ)上，參考儲層的地震反射特征，利用解釋層位定義研究段時窗范圍，從地震資料中提取振幅、頻率和相位等多類地震屬性，然后統(tǒng)計分析每一對地震屬性與儲層參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，針對不同儲層參數(shù)優(yōu)選最密切、最敏感的地震屬性，再擬合井點儲層參數(shù)與優(yōu)選屬性數(shù)據(jù)關(guān)系式，利用地震屬性約束在無井區(qū)進行儲層參數(shù)的平面外推，最后用井點數(shù)據(jù)校正儲層參數(shù)預(yù)測圖對儲層巖性、物性或含油氣性進行綜合評價[7]。

圖8 過主體塊W1井和N1斷塊A49井的泊松比剖面

在渤海W油田利用8口定向井資料開展了優(yōu)選屬性預(yù)測儲層參數(shù)工作。為了正確利用多種地震屬性預(yù)測儲層參數(shù)，分別基于常規(guī)地震資料和波阻抗反演資料提取了多類共30種地震屬性。通過對每對儲層參數(shù)與地震屬性數(shù)據(jù)的相關(guān)分析，分別選擇了用于各儲層參數(shù)預(yù)測的最優(yōu)屬性。

以新近系明化鎮(zhèn)組1～1 167 m砂體的孔隙度預(yù)測為例，常規(guī)地震資料砂體頂面波峰的最大振幅屬性與其相關(guān)性最好，二者呈較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)高達91.0%。采用線性回歸方法統(tǒng)計最大振幅屬性與1～1 167 m砂體孔隙度的關(guān)系為：

Porosity=24.224 7+(0.000 496 069)* MaxAmp（1）式中：Porosity — 砂體孔隙度；

MaxAmp — 常規(guī)地震資料砂體頂面波峰的最大振幅屬性。

利用擬合關(guān)系式預(yù)測新近系明化鎮(zhèn)組1～1 167 m砂體孔隙度平面圖（圖9）反映了W油田孔隙度大小和變化趨勢，大部分區(qū)域的孔隙度值偏高，砂體邊部和西北角局部區(qū)域孔隙度稍低，孔隙度值主要分布在25.0% ～ 35.8%之間，平均為31.3%，具有高孔隙度的特點，與W油田新近系明化鎮(zhèn)組沉積相帶為淺水三角洲前緣，物源來自北面渤南低凸起的地質(zhì)認識基本一致。在A47hp井鉆前，利用此孔隙度平面圖預(yù)測井點處孔隙度為34.3%，實鉆為33.8%，二者間的誤差很小，滿足了儲層參數(shù)定量研究的精度要求。

圖9 新近系明化鎮(zhèn)組1～1 167 m砂體預(yù)測孔隙度平面圖

在渤海W油田的開發(fā)過程中，綜合利用孔隙度和滲透率等各種儲層參數(shù)預(yù)測圖對第二批井位進行了優(yōu)化調(diào)整，在考慮注采井網(wǎng)的前提下將開發(fā)井盡量部署在預(yù)測儲層厚度大并且物性好的區(qū)域，實鉆結(jié)果與鉆前預(yù)測吻合非常好，已經(jīng)投產(chǎn)的5口生產(chǎn)井單井日產(chǎn)油都在500 m3以上，其中A5h井的日產(chǎn)油量可達千方，油田初期產(chǎn)量超過了ODP配產(chǎn)的2倍，開發(fā)效果十分理想。

3 結(jié)論

針對渤海W油田新近系明化鎮(zhèn)組淺水三角洲前緣相沉積，儲層砂體厚度薄、橫向變化快、非均質(zhì)性強、縱向上泥巖隔夾層發(fā)育，油水邊界受構(gòu)造和巖性雙重因素控制的特點，綜合應(yīng)用地震、測井和鉆井等信息開展層位精細標(biāo)定，高頻拓展處理、疊前多參數(shù)同步反演和屬性約束儲層參數(shù)預(yù)測技術(shù)進行儲層精細描述和含油氣預(yù)測，為開發(fā)方案設(shè)計和井位優(yōu)化調(diào)整提供了可靠依據(jù)，為油田科學(xué)高效開發(fā)提供了重要保障。

[1] 夏同星,明君.精細油藏描述技術(shù)在渤海A油田建設(shè)中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2007，27（增刊A）：384-386.

[2] 徐衍和.優(yōu)化高頻拓展法在煤田勘探中的應(yīng)用[J].中國煤田地質(zhì)，2006，18（2）：52-54.

[3] 袁紅軍，吳時國，王箭波，等.拓頻處理技術(shù)在大牛地氣田勘探開發(fā)中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2008，43（1）：69-75.

[4] 趙忠華，陳志德，張晶，等.高分辨率處理技術(shù)在松遼盆地塔112區(qū)塊中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008 （24 ）：160-162.

[5] 李艷玲. AVO疊前反演技術(shù)研究[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2006，25（5）：103-105.

[6] 謝雄舉，季玉新.優(yōu)選地震屬性預(yù)測儲層參數(shù)的方法及其應(yīng)用[J].石油地球物理勘探，2003，38（增刊）：57-62.

[7] 王永剛，謝東，樂友喜，等.地震屬性分析技術(shù)在儲層預(yù)測中的應(yīng)用[J].石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，27（3）：30-32.

Application of Integrated Reservoir Prediction Technologies to Bohai W Oilfield

ZHAO Bin, MING Jun, MA Kuiqian, YANG Qinghong, XIA Tongxing
（Tianjin Branch of CNOOC Ltd.,Tianjin300452,China）

The development of Neogene sandstone reservoirs has become an important guarantee for increasing both reserves and production in Bohai oilfield in recent years. These oilfields are mainly fluvial or shallow-water delta facies. The sandstones are characterized by limited distribution, thin single-layer thickness, relatively well developed interbedded mudstones in vertical, and quick physical property change in horizontal. In addition, oil-water interface is controlled by dual factors of structure and lithology border. In order to avoid the risk brought from these factors to oil field development program design, optimization of well location, and especially the implementation of horizontal wells, many integrated technologies have been used in the development of Bohai W oilfield, such as the technologies of fine horizon calibration, high-frequency extension processing, pre-stack multi-parameter simultaneous inversion, and reservoir parameter prediction constrained by attributes. By these technologies, fine reservoir description has been conducted, the reservoir response characteristics, reservoir geometry and intercalated layers development have been understood accurately. In addition, the reservoir physical properties and hydrocarbon bearing conditions have been predicted reliably. The research results of these technologies provide an important guarantee for developing Bohai W oilfield scientifically and efficiently.

reservoir prediction; fine horizon calibration; high-frequency extension processing; pre-stack multi-parameter simultaneous inversion; seismic attribute

TE122.2+4；P631.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2014.02.025

1008-2336（2014）02-0025-05

2013-04-13；改回日期：2013-10-28

趙斌，男，1982年生，2005年畢業(yè)于西南石油學(xué)院勘查技術(shù)與工程專業(yè)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)主要從事勘探地震和開發(fā)地震方面的研究工作。E-mail：zhaobin2@cnooc.com.cn。